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www.ucr.ac.cr / ISSN: 2215-2652
ENERO/ JUNIO 2023 - VOLUMEN 33 (1)
Ingeniería 33(1): 1-21, Enero-Junio, 2023. ISSN: 2215-2652. San José, Costa Rica
DOI 10.15517/ri.v33i1.50946
Esta obra está bajo una Licencia de Creative Commons. Reconocimiento - No Comercial - Compartir Igual 4.0 Internacional
Caracterización hidroquímica de aguas subterráneas dentro del
área de cobertura del caudal Cajamarca, Bolivia
Hydrochemical characterization of groundwater within the Cajamarca
ow coverage area, Bolivia
David Santiago Rocha Echalar
Universidad Privada del Valle, Sucre, Bolivia
e-mail: red3004189@est.univalle.edu
Código Orcid: 0000-0003-0087-9070
Joaquín Humberto Aquino Rocha
Universidade Federal de Río de Janeiro, Río de Janeiro, Brasil
e-mail: joaquinaquinorocha@gmail.com
Código Orcid: 0000-0002-3383-6379
Nahúm Gamalier Cayo Chileno
Universidad Privada del Valle, Cochabamba, Bolivia
e-mail: nahum.cayo.chileno@gmail.com
Código Orcid: 0000-0003-4350-1174
Recibido: 5 de mayor de 2022 Aceptado: 19 de agosto de 2022
Resumen
El trabajo tiene por objetivo analizar y evaluar la calidad del agua subterránea de la ciudad de Sucre,
Bolivia, especícamente del área de cobertura del caudal Cajamarca. La metodología consistió inicialmente
en la caracterización del área de estudio: localización, topografía, geología, marco hidrológico, hidrogeológico
y precipitación pluvial. Posteriormente, se seleccionaron y tomaron muestras de siete pozos (P1-P7). Se
realizaron los análisis microbiológicos, organolépticos, químicos e hidroquímicos, además de la evaluación
para su uso en el área agrícola. Fueron considerados los requisitos mínimos del control de la calidad del
agua para consumo humano de la Norma Boliviana 512, Ley Nº 1333 del Medio Ambiente y las guías para
la calidad de agua potable de la Organización Mundial de la Salud. Los resultados demuestran que todos
los pozos cumplen con los requerimientos establecidos en los parámetros químicos. Sin embargo, los siete
pozos se ven comprometidos en la caracterización microbiológica y organoléptica. Respecto al análisis
hidroquímico, se observa que la mayoría de las muestras pertenecen al grupo Na+-HCO3
_- con un contenido
iónico relativamente elevado. Por otra parte, sólo los P2 y P7 son aptos para uso agrícola; mientras que, los
P3 y P4 pueden ser empleadas bajo ciertas condiciones. Si bien la explotación de aguas subterráneas puede
ser una alternativa a la demanda de agua, se debe realizar un análisis detallado de sus características y, si
fuera necesario, un tratamiento para su uso.
Palabras Clave:
Análisis hidroquímico, análisis microbiológico, análisis organoléptico, análisis químico, calidad del agua,
uso agrícola.
ROCHA, AQUINO, CAYO: Caracterización hidroquímica de aguas subterráneas...
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Abstract
The objective of this research work is to analyze and evaluate the quality of groundwater in the city of
Sucre, Bolivia, specically in the area covered by the Cajamarca ow. The methodology consisted initially in the
characterization of the study area: location, topography, geology, hydrological and hydrogeological framework
and rainfall. Subsequently, samples were selected and taken from seven wells (P1-P7). Microbiological,
organoleptic, chemical and hydrochemical analyses were performed, as well as evaluation for agricultural
use. The minimum requirements for water quality control for human consumption of Bolivian Standard
512, Law No. 1333 of the Environment and the guidelines for drinking water quality of the World Health
Organization were considered. The results show that all the wells meet the requirements established in the
chemical parameters. However, the seven wells are compromised in the microbiological and organoleptic
characterization. Regarding the hydrochemical analysis, it is observed that most of the samples belong to
the Na+-HCO3
_- group with a relatively high ionic content. On the other hand, only P2 and P7 are suitable for
agricultural use, while P3 and P4 can be used under certain conditions. Although groundwater exploitation
can be an alternative to water demand, a detailed analysis of its characteristics and, if necessary, a treatment
for its use should be carried out.
Keywords:
Agricultural use, chemical analysis, hidrochemycal analysis, microbiological analysis, organoleptic analy-
sis, chemical analysis, water quality.
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1. INTRODUCCIÓN
El acceso al agua potable (o segura) es uno de los factores más importantes para mejorar la
salud pública y la calidad de vida de los seres humanos [1]–[4]. Sin embargo, el suministro de
agua potable no siempre está disponible y es un recurso limitado, que representa un problema
actual [5]–[9]. Ante ello, una de las soluciones planteadas es la explotación de aguas subterráneas
a través de pozos [10].
Mora y Portuguez Barquero [11] señalan que se debe garantizar tanto los servicios de
acceso como la calidad del agua para el consumo humano, esto a través de la captación de agua
supercial y subterránea (pozos), al cumplir con los parámetros de calidad, continuidad, cantidad,
costo y cobertura (5C). En países en vías de desarrollo, se utilizan indicadores conocidos como
Índices de Calidad del Agua (ICA) que, a través de parámetros, permiten realizar un monitoreo
y análisis de este recurso [12], [13].
En los últimos años, ha existido una sobreexplotación de los mantos acuíferos, situación que se da
cuando la tasa de extracción es mayor o igual a la tasa de recarga [14], [15]. Para una gestión adecuada
de las aguas subterráneas, es necesario, además, considerar los riesgos potenciales [16], ya que al estar
expuestas al medio natural pueden llegar a estar en contacto con microorganismos patógenos [17];
nitratos, contaminante más común en los acuíferos [18], entre otros [19].
La ciudad de Sucre, Bolivia, ha presentado un considerable incremento poblacional [20] en
los últimos años, especialmente en las áreas periurbanas, lo que ha provocado un aumento en la
demanda de agua potable. Adicionalmente, la Empresa Local de Agua Potable y Alcantarillado
Sucre - ELAPAS ha informado que las fuentes de agua explotadas (Cajamarca y Ravelo) son
susceptibles a reducción de caudal en épocas de estiaje (agosto a diciembre). Si bien la ELAPAS
tiene acceso a fuentes superciales, el uso de aguas subterráneas ha sido una alternativa para
reducir el décit de agua potable. Sin embargo, se ha observado una explotación indiscriminada
de esta fuente en diversos puntos de la ciudad de Sucre, Bolivia, sin que se haya comprobado
si se cumple con los criterios de calidad.
En este contexto, el siguiente trabajo tiene como objetivo caracterizar la calidad del agua
subterránea presente en el área de cobertura del caudal Cajamarca de la ciudad de Sucre,
vericando el atendimiento a los requisitos recomendados de calidad para consumo humano,
especícamente la Norma Boliviana 512 [21], Ley Nº 1333 del Medio Ambiente [22] y las guías
para la calidad de agua potable de la Organización Mundial de la Salud [23].
2. CARACTERIZACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
El área de cobertura del caudal Cajamarca comprende los Distritos 3 y 4 de la ciudad de
Sucre, Bolivia (Fig. 1), denominadas como zonas periurbanas, con una supercie de 16.67 km2
y una población aproximada de 22 083 habitantes [20]. Los distritos en estudio son espacios
rurales continuos a las áreas urbanas con supercies no urbanas (distritos 1 y 2). Ambos distritos
se caracterizan por concentrar el 30 % de la población del municipio (80 981 habitantes) y por
tener una tasa neta de migración de 6.58 % [20], [24]. Los distritos presentan industrias medianas
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y un reducido territorio destinando a la agricultura, destacando el cultivo de maíz, trigo, papa
y leguminosas.
(a)
(b)
Fig. 1. Área de estudio: a) Ubicación geográca y b) Ubicación vista satelital [25].
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En el sector, se tiene acceso a los servicios de energía eléctrica y agua potable, esta última solo
tiene cobertura del 20 % por parte de ELAPAS. El 87.88 % de los domicilios está conectado a la
red de alcantarillado sanitario municipal; mientras que, el restante, evacua a los ríos colindantes
[20], situación presentada desde los primeros asentamientos hasta la actualidad. Si bien no existe
información ocial y estudios previos sobre estos ríos colindantes, todos presentan características
del tipo euente: topografía (llanuras aluviales), se encuentran en las nacientes y el curso de agua
no es elevada (en época no lluviosa), indicando que no toda el agua que se inltra en la cuenca va
a incrementar el ujo subterráneo de los acuíferos [26].
La distribución de agua potable en la ciudad, remarcando que el área de estudio se encuentra
en las zonas aledañas de los distritos 1 y 2 (zonas céntricas de la ciudad) son, por lo tanto,
espacios rurales contiguos a las áreas urbanas, con supercies no urbanizadas.
La topografía del área de estudio es variable y pertenece al sistema geomorfológico de la cor-
dillera Andina Oriental, distinguiéndose las siguientes unidades de paisaje: serranías de amplitud
baja a media; relieves abruptos y quebrados; piedemontes; colinas medias a altas, y serranías de
origen coluvio-aluvial [27]. Existe un control geológico estructural en la región, puesto que los
bajos topográcos coinciden con altos sinclinales abiertos y los altos topográcos coinciden con
anticlinales de estructura rocosa (en algunos casos maciza). Por tanto, es visible la formación de
cuencas locales y regionales que indican la posibilidad de constituirse en acuíferos con una elevada
recarga, constituyéndose en fuentes de circulación de agua con una porosidad secundaria impor-
tante para el almacenamiento de agua subterránea [26].
La elevación más alta del área de estudio es de 3 076 m.s.n.m. la elevación más baja es 2 733
m.s.n.m., en el límite del área, con una altura media de 2 905 m.s.n.m (Fig. 2a). Las pendientes en
el área de estudio van de 11.64° a 156.24° (Fig. 2b). Toda la información topográca fue generada
mediante imágenes satelitales, las cuales fueron descargadas y procesadas en el Sistema de Infor-
mación Geográca ArcGIS.
(a) (b)
Fig. 2. a) Curvas de nivel y b) Pendientes del área de estudio.
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La Fig. 3 presenta el mapa geológico del área en estudio. La predominancia es de material
rocoso fracturado, correspondiente al sistema ordovícico – cretácico. Las formaciones presentes
son de edad paleozoica y del sistema silúrico con aoramientos de lutitas y areniscas friables de
color amarillo pálido, intercaladas con pizarras gris oscuras a negruzcas compactadas. Asimismo,
se observa una intercalación de roca cuarcítica con alto grado de silicación y la presencia de
cuarzo lechoso a manera de delgadas vetillas, lo cual contribuye a un comportamiento impermeable
de los sedimentos rocosos, especialmente a los 100 m de profundidad de perforación [26].
Respecto al marco hidrológico (Fig. 4), la zona es atravesada por las microcuencas asociadas
a las cuencas menores de los ríos Cachi Mayu y Quirpinchaca, pertenecientes a la macrocuenca
del Río de la Plata. La red hidrológica de la ciudad de Sucre se caracteriza por presentar varias
corrientes o ujos de ríos que recorren de forma paralela entre sí, denominado drenaje paralelo.
Este último es caracterizado por las formaciones de altas pendientes que forman valles angostos
y profundos, como es el caso de las estructuras de la faja subandina. Por las particularidades
topográcas de la región y la formación litológica de los suelos, el agua tiende a escurrir
rápidamente; por lo tanto, las aguas subterráneas pueden estar concentradas en depósitos
aglomerádicos con recargas de aguas meteóricas desde las cabeceras [28].
Respecto al marco hidrogeológico, en general en la región, está conformada por rocas
paleozoicas (antiguas) y sedimentos cuaternarios (recientes); el sistema de acuífero encontrado en
la ciudad está compuesto por dos unidades hidrogeológicas: a) un acuífero somero no connado
(libre), con material de grano heterogéneo formado principalmente por limos, arenas y gravas
con un espesor que varía en algunos lugares de 5.5 m a profundidades de 36 m, y b) profundo,
acuífero semiconnado que se encuentra por debajo del primero en una capa más profunda y
de mayor espesor, se constituye por rocas metamórcas fracturada (pizarras y cuarcitas) y rocas
sedimentarias (limotitas y lutitas) [28].
Los datos de precipitación pluvial se presentan en el CUADRO I, correspondiente a los
datos registrados en la estación más antigua de la ciudad, emplazada en el aeropuerto “Juana
Azurduy de Padilla” que provee datos en forma ininterrumpida desde 1975, ubicada a 19°03’18’’
(latitud), 65°13’18’’ (longitud) y a 2 903 m.s.n.m.
CUADRO I
PRECIPITACIÓN PLUVIAL
Precipitación media anual 770.6 mm
Precipitación media mensual - Época lluviosa (noviembre a marzo) 125.8 mm
Precipitación media mensual - Época seca (abril a octubre) 20.2 mm
Los meses de mayor precipitación son los de diciembre, enero, febrero y marzo con 69.89%
de las precipitaciones totales (época lluviosa), y los meses con menos precipitación son mayo,
junio, julio y agosto con 2.3 %.
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Fig. 3. Geología del área de estudio [29] Fig. 4. Microcuencas en el área de estudio [29].
La Fig. 5a y 5b presentan los datos de precipitación media mensual y anual para el periodo
2000-2015.
(a) (b)
Fig. 5. (a) Precipitación media mensual y (b) Precipitación anual.
La temperatura media anual es 16.75 °C, la temperatura máxima y mínima absoluta es 18.99
°C y 4.3 °C, respectivamente [30]. Las temperaturas medias mensuales para el periodo de 2000-
2015 se presentan en la Fig. 6.
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Fig. 6. Temperatura media mensual.
3. MATERIALES Y MÉTODOS
El procedimiento adoptado para cumplir con el objetivo de la siguiente investigación se
detalla en la Fig. 7.
Fig. 7. Metodología del estudio.
3.1. Pozos estudiados
La selección de pozos fue de acuerdo con la localización, que exista proximidad entre los
pozos, además de presentar accesibilidad para realizar los ensayos de caracterización. El detalle
de los pozos estudiados es presentado en el CUADRO II y la localización se observa en la Fig. 8.
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CUADRO II
POZOS ANALIZADOS
Pozo Nombre Tipo de
excavación
Profundidad
(m) Otras informaciones
P1 Avícola
Camargo Manual 26 Pozo artesanal con revestimiento de cemento y con
contaminación directa de la granja avícola.
P2 Barrio Yuraj
Yaku (1) Manual 8
Pozo artesanal sin sistema de bombeo eléctrico. No cuenta con
revestimiento y se encuentra a 100 m del Rio Tucsupaya (euente
y desborda en época lluviosa).
P3 Barrio
Residencial Perforado 100
Sistema de bombeo eléctrico con almacenamiento de 2.5 l/s. Se
encuentra cerca de una cámara de inspección de aguas residuales
y a 300 m de un río colindante que desborda en época lluviosa.
P4 Barrio Villa
Tunari Perforado 60
Sistema de bombeo eléctrico. Con un caudal de 4.5 l/s derivados
a la piscicultura. Se encuentra cerca de un riachuelo con gran
contaminación.
P5 Barrio Yuraj
Yaku (2) Perforado 70 Sistema de bombeo eléctrico A 100 m del río Tucsupaya (euente
y desborda en época lluviosa).
P6 Barrio Villa
Marcelita Perforado 80 Sistema de bombeo eléctrico. Para lavado de movilidades.
P7
Barrio
Nueva
Alegría
Perforado 129 Sistema de bombeo y tanque de almacenamiento. El agua es
usada para el consumo humano.
Fig. 8. Localización de pozos en el área de estudio.
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3.2. Toma de muestras
Para el proceso de toma de muestras se adoptaron procedimientos y protocolos establecidos
en la NB 496 [31]. Los frascos se lavaron con agua destilada días antes para evitar contaminación
cruzada. Se utilizaron conservantes químicos para el análisis de los nitratos, nitritos, aceites y grasas.
Se enjuagaron al menos tres veces los frascos con el agua proveniente del lugar de muestreo (a
excepción de los frascos con conservantes químicos). El agua extraída durante los primeros diez
minutos fue desechada para luego tomar la muestra. Finalmente, las muestras se transportaron al
laboratorio en el día.
Las muestras para el análisis de calidad de agua subterránea fueron obtenidas durante dos
periodos: el primero en marzo de 2021 para los pozos P1, P2, P3, P4, P5, y el segundo en abril del
mismo año para los pozos P6 y P7. Es importante recalcar que, ambos períodos se encontraban en
la época lluviosa de la región.
Los parámetros físico-organolépticos fueron analizados en campo: color, olor y sabor. En el
parámetro de sabor se tuvieron dos excepciones: los dos pozos excavados manualmente (P1 y P2),
ya que presentaban un olor predominante.
3.3. Análisis de Laboratorio
Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Control de Calidad de ELAPAS, un total de
siete muestras y otro grupo de siete parámetros fueron analizados en el laboratorio privado P.C.B.
Ambiental S.R.L. El CUADRO III indica los parámetros analizados y los métodos de determinación
utilizados.
Adicionalmente, se realizó la evaluación de la calidad de agua para su uso agrícola, considerando
la salinidad, adsorción de sodio (RAS) y contenido de carbonato de sodio residual (CSR).
Para todos los valores obtenidos, se vericó el atendimiento a los requisitos mínimos del control
de la calidad del agua para consumo humano de la Norma Boliviana 512 [21], Ley Nº 1333 del
Medio Ambiente [22] y las guías para la calidad de agua potable de la Organización Mundial de
la Salud [23].
3.4. Procesamiento de los datos
Los resultados fueron procesados y analizados por medio de diversos programas:
a).
ArcGIS v10.5 para la elaboración de los mapas de localización, topografía, geología,
microcuencas y ubicación espacial de los pozos analizados.
b). Microsoft Excel para la creación de la base de datos.
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c).
Easy Quim para el análisis de la calidad del agua subterránea y la creación de los diagramas
de Piper, Stiff y Wilcox.
CUADRO III
POZOS ANALIZADOS
Nro. Parámetro Método de determinación Laboratorio
1 Conductividad eléctrica Potenciométrico
Control de
Calidad
ELAPAS
2 Turbiedad Nefelométrico
3 pH Potenciométrico
4Coliformes Totales Membrana ltrante
5 Color Espectrofotométrico
6Cloruros (Cl-)Potenciométrico
7Calcio (Ca2+)Cálculo
8Dureza total (CaCO3)Volumétrico EDTA
9Magnesio (Mg2+)Cálculo
10 Sulfatos (SO4
-2)Espectrofotométrico
11 y Sodio (Na+)Potenciométrico
12 Alcalinidad total (CaCO3)SM 2320B
P.C.B.
Ambiental
S.R.L.
13 Bicarbonatos (CaCO3)SM 2320B
14 Carbonatos (CaCO3)SM 2320B
15 Nitratos (NO3
-) DIN 38405-9
16 Nitritos (NO2
-) SM 4500B-NO2
17 Potasio (K+) SM 4500B-K
18 Aceites y grasas SM 5520B
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Características microbiológicas
Por medio del análisis microbiológico, se observa que las aguas subterráneas estudiadas
exceden los valores permisibles de coliformes totales de la NB 512 [21] (CUADRO IV). Los
pozos P6 y P7 se encuadran en la clasicación de agua de clase D, con coliformes que no exceden
los 20 000 UFC/100 ml. Los pozos P1, P3 y P4 dieron como resultado Demasiados Números
Para Ser Contados (DNPSC), estos valores se deben al exceso de contaminantes patógenos, que
puede deberse a las ltraciones de aguas superciales contaminadas con aguas servidas. Los
pozos P1 y P2 fueron excavados de manera manual por lo que la contaminación es posible en
mayor porcentaje. El pozo P3 se encuentra a sólo 50 m de una cámara de inspección de aguas
residuales y los demás pozos (P4, P5, P6 y P7) se encuentran cerca de los ríos colindantes.
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CUADRO IV
RESULTADOS DE COLIFORMES TOTALES EN LAS MUESTRAS
Pozo Coliformes totales
(UFC/100 ml)
P1 DNPSC
P2 42 000
P3 DNPSC
P4 DNPSC
P5 138 000
P6 3 000
P7 4 000
4.2. Características físico-químicas
Los resultados del análisis químico de los pozos estudiados se presentan en la Fig. 9.
(a) (b)
(c) (d)
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(e) (f)
(g) (h)
Fig. 9. Análisis químico: a) Potencial hidrógeno, b) Conductividad eléctrica, c) Dureza total, d)
Alcalinidad total, e) Nitratos, f) Nitritos, g) Cloruros y h) Sulfatos.
La concentración de nitratos y nitritos se relacionan con el ciclo del nitrógeno del suelo. Los
nitratos se adicionan por medio de fertilizantes y los nitritos se forman por la biodegradación de
nitratos, nitrógeno amoniacal y otros compuestos orgánicos nitrogenados [34]. Los valores obtenidos
en las muestras no sobrepasan los límites establecidos (Fig. 9e y 9f).
Respecto a la concentración de cloruros, sulfatos y otras sales inorgánicas, son iones que se
encuentran en el agua subterránea, debido a su solubilidad pasan rápidamente a la fase acuosa para
alcanzar concentraciones muy elevadas [35]. Para ambos casos, se observa que tienen concentraciones
bajas respecto a las máximas admisibles (Fig. 9g y 10h).
4.2. Características física-organolépticas
En el CUADRO V se presentan los resultados de las características organolépticas de los
pozos estudiados, resaltando el incumplimiento de los límites recomendados.
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CUADRO V
DETALLE DEL INCUMPLIMIENTO A LAS CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LOS
POZOS POR ESPECIFICACIÓN TÉCNICA
Parámetros NB 512
(IBNORCA, 2014)
Ley N° 1333
(Bolivia, 1992) OMS (2008)
Color P1, P2, P3 P1, P2, P3, P4 --
Turbiedad P2, P3, P7 P3 P1, P2, P3, P5,
P6, P7
Olor -- -- --
Sabor P1, P2 P1, P2 P1, P2
La Fig. 10 muestra el detalle del análisis de turbiedad, color y aceites y grasas.
(a) (b)
(c)
Fig. 10. Características organolépticas: a) Turbiedad, b) Color y c) Aceites y grasas.
La turbiedad se debe a la presencia de partículas suspendidas y disueltas de gases, líquidos y
sólidos, que pueden ser orgánicas e inorgánicas. Es una característica importante para el agua de
abastecimiento público por la estética, ltrabilidad y desinfección [23]. Sin embargo, en la Fig.
10a, se observa que solo el P4 cumple con todos los requerimientos y, por el contrario, el P3 no
atiende a las normativas.
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El color es la capacidad de absorber radiación del espectro visible y se debe a la descomposición
de material vegetal o a la presencia de sales de hierro [36]. Es una forma de indicar si el agua está
contaminada o no. De los resultados obtenidos, solo los P5, P6 y P7 atienden los límites establecidos
(Fig. 10b).
Los aceites y grasas son compuestos orgánicos constituidos principalmente por ácidos grasos
de origen animal o vegetal, por lo general, se caracterizan por ser insolubles en agua y presentar una
baja densidad [37]. Estos contaminantes en el agua deben atender ciertos criterios al momento de
ser tratados; sin embargo, los resultados señalados en la Fig. 10c demuestran que todos los pozos
atienden los límites establecidos por la Ley N°1333 del medio ambiente.
4.3. Análisis hidroquímico
Se utilizó el diagrama de Piper para clasicar el agua de las muestras (Fig. 11). Se puede notar
que, en el triángulo de los aniones, existe predominio del ion HCO3
_ (tipo bicarbonatado) en seis
pozos de los siete, siendo solo uno (P7) tipo SO4
_ Cl (tipo clorurada - sulfatada). En el triángulo de
cationes, se diferencian cinco grupos: a) P3, P4 y P7 corresponden al ion Na+; b) P1 corresponde
a un tipo intermedio, teniendo como iones predominantes Na
+
y Ca
2+
; c) P5 también es de tipo
intermedio con predominancia de los iones Na+ y Mg2+, y d) P6 y P2 comparten los iones Ca2+ Mg2+
y Mg2+ Ca2+, respectivamente.
Fig. 11. Diagrama de Piper para análisis químico.
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16
Fig. 12. Diagrama de Stiff para los pozos estudiados.
El 57 % de las muestras analizadas (P1, P2, P5 y P6) corresponden al grupo del tipo bicarbonatadas
cálcicas y/o magnésicas, lo cual indica que es una zona de recarga joven. Los P3 y P4 corresponden
al grupo de bicarbonatadas sódicas y/o sulfatadas y, por último, el P7 corresponde al grupo de
cloruradas y/o sulfatadas sódicas.
Para determinar la distribución espacial de las principales características hidroquímicas de las
aguas subterráneas del área de estudio, se presentan los diagramas de Stiff modicados (Fig. 12).
Se han diferenciado tres grupos hidroquímicos diferentes: a) Na+-HCO3
_, b) Mg2+-Ca2+-HCO3
_,
y c) Ca2+-Na+-HCO3
_. P1, P3, P4, P5 y P7 corresponden al primer grupo, donde la predominancia
de sodio y bicarbonato es clara. P2 tiene una dominancia del segundo grupo y P6 corresponde al
tercer grupo, este último es cuando el agua es de reciente inltración, según lo establecido por [38].
Se observa que la mayoría del agua analizada es del primer grupo (Na+-HCO3
_) con un contenido
iónico relativamente elevado.
4.4. Evaluación de la calidad del agua para uso agrícola
Debido a que la región presenta un clima árido o semiárido, es de esperar que parte de las
aguas superciales y subterráneas presenten, periódicamente, problemas de salinidad y sodicidad.
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Según el criterio de salinidad del [39], el P4 se encuentra en la categoría de agua altamente salina
(C3), ya los demás pozos se clasican como de media (C2) o baja salinidad (C1) (CUADRO VI).
CUADRO VI
CRITERIO DE SALINIDAD
CE (µS/cm a 25°C) Clasicación Pozo/Porcentaje (%)
100-250 Agua de salinidad baja (C1) P2, P7/29 %
250-750 Agua de salinidad media (C2) P1, P3, P5, P6 /57 %
750-2250 Agua altamente salina (C3) P4/14 %
>2250 Agua muy altamente salina (C4) 0/0 %
Todas las muestras cumplen el criterio de adsorción de sodio (RAS) (CUADRO VII) del [39],
indicando que son clasicadas como aguas con bajo contenido de sodio, por lo tanto, no ocasionarán
alteraciones en la permeabilidad del suelo y son aptas para riego.
CUADRO VII
CRITERIO DE ADSORCIÓN DE SODIO (RAS)
RAS Apta para riego Pozo/Porcentaje (%)
<10 Excelente (S1) P1, P2, P3, P4, P5, P6 y P7/100 %
10-18 Buena (S2) 0/0 %
18-26 Dudosa (S3) 0/0 %
>26 Inadecuada (S4) 0/0 %
El diagrama de Wilcox clasica de acuerdo con el riesgo de salinización y sodicación de la muestra
por medio de parámetros como lo son CE y RAS. Para el sistema de aguas subterráneas en el área de
estudio, se observan tres clasicaciones predominantes: a) C1-S1, correspondiente a baja salinidad y
sodicidad baja, al ser aguas aptas para riego agrícola, P2 y P7; b) C2-S1, media salinidad y sodicidad baja,
que constituyen aguas de buena calidad y aptas para la agricultura con bajo riesgo de sodio intercambiable,
P1, P5 y P6, y c) C3-S1, alta salinidad y sodicidad baja, que constituyen aguas que pueden ser utilizadas
en la agricultura bajo ciertas condiciones, P3 y P4 (Fig. 13).
ROCHA, AQUINO, CAYO: Caracterización hidroquímica de aguas subterráneas...
18
Fig. 13. Diagrama de Wilcox para los pozos estudiados.
Según el Reglamento de Ley N° 1333 de medio ambiente [22], las aguas que excedan los
2.5 mEq/l de carbonato de sodio residual (CSR) son consideradas como no aptas para riego; sin
embargo, las muestras no exceden este límite (CUADRO VIII). Si el valor de CSR está entre 1.25
y 2.5 mEq/l, el agua se clasica como dudosa, puede ser utilizada para riego agrícola con ciertos
criterios, los pozos P3 y P4 se encuentran en esta clasicación. Ya si el contenido de CSR está por
debajo de 1.25 mEq/l, indica un agua con buena calidad para riego, los pozos P1, P2, P5, P6 y P7
atienden a este criterio.
CUADRO VIII
CARBONATO DE SODIO RESIDUAL
CSR Apta para riego Pozo/Porcentaje (%)
<1.25 Apta para riego P1-P2-P5-P6-P7/71 %
1.25-2.5 Dudosa P3-P4/29 %
>2.5 No apta para riego 0/0 %
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5. CONCLUSIONES
Los resultados muestran que el agua de los pozos analizados cumple con todos los requerimientos
químicos de las normativas consideradas. Sin embargo, se encuentran contaminadas, como demostró
el análisis microbiológico y organoléptico. En este sentido, para el consumo humano se requiere: a)
tratamiento físico para eliminar el color y la turbiedad por el método de la coagulación-oculación-
ltración; b) examinar la demanda química de oxígeno (DQO) para tratar los problemas estéticos,
siendo el procedimiento de aireación el más adecuado, y c) desinfección bacteriológica, aplicando
sustancias químicas tal como el hipoclorito de sodio. Si bien se utilizaron normativas nacionales
y una internacional (Organización mundial de la Salud), se pueden considerar otros indicadores
dependiendo del parámetro a ser analizado. Se recomiendan inspecciones y evaluaciones periódicas
a los pozos del área estudiada, esto a n de observar sus características en el tiempo y, si fuera
necesario, tomar medidas correctivas.
El uso de aguas subterráneas del área de cobertura del caudal Cajamarca reduce el décit de
agua potable en la ciudad de Sucre, Bolivia, el cual benecia a un porcentaje considerable de la
población. No obstante, es necesario que los pozos actuales y los posteriores sean evaluados y
tratados para el consumo humano y uso agrícola, aprovechando este recurso.
Se recomienda extender el trabajo, analizando alternativas con lo que respecta el tratamiento de
aguas subterráneas, de modo que las autoridades y expertos en el área consideren un punto de partida
ante la gestión de proyectos que impulsen el correcto aprovechamiento de las aguas subterráneas.
Finalmente, se recomienda analizar los parámetros físico-químicos pH, conductividad eléctrica y
temperatura in situ, los cuales fueron una limitante por falta de instrumentación, futuras investigaciones
pueden considerar estos parámetros.
6. ROLES DE LOS AUTORES
- David Santiago Rocha Echalar: Conceptualización, Investigación, Metodología, Visualización,
Análisis formal, Redacción – revisión y edición.
- Joaquin Humberto Aquino Rocha: Curación de datos, Análisis formal, Metodología, Redacción
– borrador original, Redacción – revisión y edición.
- Nahúm Gamalier Cayo Chileno: Administración del proyecto, Supervisión, Redacción –
borrador original, Redacción – revisión y edición.
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